Studi Kasus TS 2 Simulasi Stabilitas Transien

69 Gambar 4.5 Perubahan daya aktif generator 51G301, 51G201, 051G101, 051G102, dan 051G103 pada saat generator 51G2 dan 51G3 trip Berdasarkan gambar 4.4 dan gambar 4.5 menunjukkan bahwa hasil simulasi pada studi kasus kedua ini terdapat dua unit generator lepas pada saat t = 5s yang menyuplai daya masing-masing sebesar 6 MW. Sesuai dengan sifat dari generator 51G201 yang bekerja dengan mode isochronous, beban yang tadinya menjadi tanggungan generator 51G2 dan 51G3 harus tanggung oleh generator 51G201. Namun, karena pada pembangkitan normal generator tersebut sudah menyuplai daya sebesar 14,72 MW, maka sisa dari spinning reserve hanya tinggal 5,28 MW dan tidak cukup untuk menanggung beban yang dipikul oleh dua generator yang lepas. Sehingga kukurangan daya aktif untuk beban tersebut harus disuplai oleh generator yang beroperasi dengan mode droop, sesuai gambar 4.5 diatas menunjukkan bahwa semua generator mode droop ketika generator isochronous telah beroperasi dalam batas maksimum, maka kebutuhan beban akan ditanggung oleh generator droop. Peningkatan suplai daya aktif yang dihasilkan oleh generator 70 tersebut meningkat namun peningkatan tersebut masih dalam batas rating operasi kerja dari generator, sehingga peningkatan dari batas operasi generator yang menyebabkan penurunan frekuensi sistem tenaga listrik hingga 99,6 atau 49,8 Hz. Namun, penurunan frekuensi pada studi kasus generator lepas pada kondisi pembangkitan minimum generator 51G1 “OFF” masih dalam batas normal, sehingga mekanisme pelepasan beban tidak bekerja. Artinya, sistem tenaga listrik PT Pertamina RU IV Cilacap ketika terjadi gangguan dalam kondisi pembangkitan minimum generator 51G1 “OFF” yaitu berupa lepasnya generator 51G2 dan 51G3 yang menyuplai daya masing-masing sebesar 6 MW tidak mengakibatkan sistem memberlakukan pelepasan beban. Sedangkan untuk respon tegangan sistem pada saat terjadi gangguan berupa lepasnya generator 51G2 dan 51G3 yang berada di utilities I PT Pertamina RU IV Cilacap pada saat t = 5s adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6 di bawah ini. Gambar 4.6 Respon tegangan pada saat generator 51G2 dan 51G3 trip 71 Lepasnya generator 51G2 dan 51G3 pada kondisi pembangkitan minimum generator 51G1 “OFF” menyebabkan respon tegangan sistem sesuai yang ditunjukkan pada gambar 4.6 di atas. Gambar 4.6 memperlihatkan bahwa respon tegangan sistem ketika terjadi generator lepas yang menyuplai total daya aktif sebesar 12 MW, pada saat t = 5s respon tegangan minimum mencapai 88 atau 12,14 kV dari tegangan nominal sistem sebesar 13.8 kV. Penurunan tegangan sistem tersebut merupakan respon sesaat ketika sistem kehilangan total daya sebesar 12 MW, selanjutnya tegangan sistem kembali naik dan mencapai kestabilan pada nilai 94,5 atau 13,04 kV namun masih dalam batas standar nominal sistem tenaga listrik PT Pertamina RU IV Cilacap.

4.2.3 Studi Kasus TS 3

Pada studi kasus ketiga terdapat tiga unit generator lepas pada saat t = 5s yaitu generator 51G2, 51G3 dan 51G301. Generator ini terletak di utilities I dan IIA PT Pertamina RU IV Cilacap. Generator ini berkapasitas masing-masing 8 MW dan rating operasi sebesar 6 MW dalam pembangkitan minimum generator 51G1 “OFF”. Berikut merupakan data hasil pengamatan pada saat simulasi stabilitas transien mengenai perubahan daya aktif, perubahan frekuensi, perubahan tegangan dan pelepasan beban pada saat terjadi gangguan. 72 Tabel 4.4 Kondisi sistem tenaga listrik saat generator 51G2, 51G3, dan 51G301 trip No Kondisi Suplai Daya MW Kebutuhan Beban MW Frekuensi Hz Tegangan kV Beban Lepas MW 1 Sebelum gangguan 71,72 71,72 50 13,8 ----- 2 Setelah gangguan 71,71 71,72 49,58 13,07 ----- 3 Setelah pelepasan beban 69,67 69,32 49,66 13,07 2,4 a. Tanpa pelepasan beban Gambar 4.7 Respon frekuensi pada saat generator 51G2, 51G3, dan 51G301 trip tanpa pelepasan beban Lepasnya tiga generator pada utilities I dan IIA yang masing-masing mempunyai rating operasi sebesar 6 MW dalam pembangkitan minimum generator 51G1 “OFF” menyebabkan penurunan frekuensi ditunjukkan pada gambar 4.7 di 73 atas. Laju penurunan frekuensi ketika generator yang ada di utilities I dan IIA lepas pada saat t = 5s mencapai nilai 97,9 atau 48,95 Hz. Gambar 4.7 juga menunjukkan bahwa ketika terjadi penurunan frekuensi melebihi batas minimum standar kerja yang diperbolehkan meski tanpa pelepasan beban namun frekuensi sistem tenaga listrik berangsur kembali normal dan mencapai stabil pada nilai 99,2 atau sekitar 49,6 Hz. Hal ini dikarenakan suplai daya yang hilang akibat lepasnya ketiga generator pada utilities I dan IIA mengakibatkan sistem kehilangan suplai daya sebesar 18 MW, namun kebutuhan suplai daya yang ditanggung masing-masing generator 51G2, 51G3, dan 51G301 dapat ditanggung oleh generator 51G201 yang merupakan generator referensi dengan rating operasi 14,72 MW dengan mode operasi isochronous, karena harus menanggung suplai beban ketiga generator yang lepas maka aksi dari governor untuk memenuhi kebutuhan beban telah mencapai batas maksimum pada generator 51G201 yaitu mencapai 20 MW, karena generator referensi sudah mencapai batas maksimum dari rating operasi generator, maka generator yang dalam mode operasi droop yang masih beroperasi ikut menanggung kekurangan suplai daya kebutuhan beban, karena aksi dari governor masing-masing generator yang masih beroperasi inilah yang mengakibatkan kebutuhan suplai daya ke beban terpenuhi sehingga ketika semua generator yang ada di utilities I dan IIA lepas suplai daya untuk kebutuhan beban terpenuhi dan frekuensi sistem kembali normal pada batas minimum standar kerja yang diperbolehkan. Akan tetapi, meski kebutuhan suplai beban terpenuhi dan frekuensi sistem berangsur normal pada batas yang diperbolehkan, menurut standar ANSIIEEE C37.106-1987 ketika nilai frekuensi mencapai batas minimum standar yang diperbolehkan, mekanisme